Basic concept of the MeV UED system, showing details including vacuum chamber

RI-Bornite

Ein kommerzielles MeV-UED Instrument

Das Instrument

Wir präsentieren hier unser neues RI- Bornite Instrument, welches ultraschnelle Elektronenbeugung mit MeV Energien für Nutzer ohne umfassende Kapazität im Bau von Teilchenbeschleunigern verfügbar macht. 

RI baut seit über 30 Jahren einzigartige Geräte für die wissenschaftliche Gemeinschaft. So können wir die MeV-UED Technik aus Großforschungseinrichtungen für einen breiten Nutzerkreis verfügbar machen. Dieses Instrument wurde mit besonderem Fokus auf Robustheit und Benutzerfreundlichkeit entwickelt. Es nutzt Bausteine, die sich an weltweit führenden Forschungseinrichtungen bewährt haben. Gleichzeitig bleibt es in vielen Aspekten flexibel für kundenspezifische Anpassungen, etwa bei der Probenumgebung (fest / flüssig / gasförmig), den Detektoren (EM-CCD, Hybrid‑Pixel) und der Diagnostik (Elektronen-Spektrometer).

Erweiterungen bis zum aktuellen Stand der Forschung, wie z.B. Pulskompression und THz Streaking sind möglich.

Moderne Nano‑ und Quantensysteme erfordern Informationen über Atome und ihre Dynamik auf atomarer Skala in Raum (~1 Å) und Zeit (~100 fs). Dies macht ultraschnelle zeitaufgelöste Experimente notwendig. RI bietet ein Megaelectronvolt‑Ultrafast‑Electron‑Diffraction‑(MeV‑UED)‑Instrument als  Gesamtsystem an. Dieses Instrument stellt einen hochhellen Elektronenstrahl (ε = 0,5 mm ⋅ mrad), eine flexible Probenumgebung, ein Femtosekunden‑Lasersystem (Δt ≈ 50 fs) mit Pump‑ (IR) und Probe‑ (UV) Zweigen sowie geeignete Detektoren bereit. Sprechen Sie mit uns, um das Instrument nach Ihren Anforderungen zu konfigurieren

Das Konzept

RI-Bornite

Konzeptdarstellung des RI‑Bornite‑MeV‑UED‑Systems: Links die 2,5‑Zellen‑RF‑Photokathodenquelle mit Klystron und Modulator, hinten das Femtosekunden‑Lasersystem und vorne die Probenkammer. Rechts die beiden Detektoren sowie im rechten hinteren Bereich die Racks für Vakuum, Diagnostik, Probenbewegung und das Kontrollsystem.

Konfigurations Beispiel

Table showing the MEV UED casic configuration
Labeled picture of the Basic concept of the MeV UED system, showing details like laser, klystron, granite table, probe station
Basic concept of the MeV UED system, showing details including vacuum chamber
3D Model picture of  the RF Gun
2.5 Cell Gun Phase Space
Beam Dynamics of the MEV-UED

Das Ziel

Quantitative Informationen über Nano‑, Energie‑ und Quantenmaterialien auf atomarer Skala in Raum und Zeit. Eine Ergänzung oder Alternative zu XFELs, die teuer und schwer zugänglich sind.

Unsere Lösung

Das RI-Bornite Instrument für ultraschnelle Elektronenbeugung mit MeV‑Strahlen. RI bietet MeV‑UED als komplettes Instrument an: fs-Laser‑Pumpstrahl, Elektronen‑ Probestrahl und RF‑Beschleuniger für Elektronenenergien von etwa 2–6 MeV. Diverse Optionen für Probenumgebung und Detektoren. Große Flexibilität für Anpassung an Kundenwünsche.

Ihr Vorteil

Atomare Auflösung (MeV Elektronen → Zugang zu hohen Bragg‑Reflexen). Ultraschnelle Zeitskalen (<100 fs). Breite Probenkompatibilität: Festkörper (inklusive Tieftemperaturoption), Flüssigkeiten und Gase. Wissenschaftliche Expertise gebündelt in einem einzigen Instrument.

Die Konkurrenz

Ziel: „Die Hälfte der Kosten einer Synchrotron‑Beamline“ — etwa 5 M€. Erfordert Strahlenschutz, Klimatisierung und Reinraum‑Infrastruktur.
XFEL: einige Milliarden Euro.
TEM: ns‑Zeitauflösung, nur ultradünne Proben.
Eigenbau‑Systeme: zu komplex.

Porträt von Fatih Kara

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